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PWM aus Dreieck-Rechteck-Generator
#1
Den Dreieck-Rechteckgenerator kenn ich als Schmitt-Trigger mit nachgeschaltetem Integrator. Die Schaltung von Beobachter aus dem 3. Post im Original Thread im Hifi-Forum ist da anders aufgebaut, aber darauf möchte ich jetzt nicht hinaus.

Wie der Name schon sagt, erhalte ich mit dem Dreieck-Rechteck Generator eine Dreieck-und Rechteckspannung (Dreieck am Ausgang Integrator, Rechteck am Ausgang Schmitt-Trigger) die ohne weiteres zutun schwingt.

Soweit so gut, aber wie wandle ich damit ein NF Nutzsignal in ein PWM Signal?
 
#2
...mal hierher verschoben, weil es ja eher um D-Amps im allgemeinen und nicht nur speziell um den Sodfa geht.

Stell Dir mal eine Dreieckspannung vor. Von einer negativen Startspannung steigt sie an, durchläuft den Nullpunkt und endet schließlich auf der positiven Endspannung. Dort kehrt sie die Richtung um, sinkt durch den Nullpunkt und endet wieder auf der negativen Startspannung.

Soweit ist das bestimmt klar, oder?

Nun stell Dir einfach vor, daß diese Dreieicksspannung auf einen Komparator geführt ist. Immer wenn die Dreiecksspannung über Null Volt ist, gibt der Koparator eine positive Ausgangsspannung und immer wenn der Dreieck negativ ist, gibt der Komparator negative Ausgangsspannung.

Solange der Dreieck präzise ist, ergibt sich 50% positve Ausgangsspannung und 50% negative Ausgangsspannung. Die Lautsprechermembran pendelt mit hoher Frequenz um die Mittellage. Man hört nichts.

Aber nun stell Dir mal vor, daß ich in Reihe mit dem Dreiecksgenerator eine Gleichspannungsquelle geschaltet hab. Diese Gleichspannungsquelle hebt die Dreieckspannung durch die Reihenschaltung also an. Der Effekt ist, daß sich der Dreieck längere Zeit oberhalb von Null Volt als unterhalb von Null Volt befindet. Beispielsweise ergibt der Komparator nun 75% positive Ausgnagsspannung und nur noch 25% negative Spannung. Die Lautsprechermembran wird durch den resultierenden Strom in eine Richtung gedrückt - sie pendelt sozusagen um eine neue Position, die nicht mehr der Ruheposition entspricht.

Das wars auch schon! Wenn man sich statt der Gleichspannungsquelle eine Tonquelle vorstellt, so wird der Lautsprecher im Takt mit der Tonfrequenz nach vorne und hinten schwingen. Ach so.. und die (unhörbare) Hochfrequenz sperrt man mit einem Ausgangsfilter ab, was aber am Prinzip nichts ändert.

Wo liegt der Vorteil dieses Gebildes? Klar: der Komparator muß nur positive oder negative Spannungen ausgeben. Zwischenwerte kennt er nicht. Dabei treten gegenüber einem analogen Verstärker wesentlich verminderte Verluste auf.
 
#3
Sorry.. nun erst hat der Thread seine richtige Position gefunden
 
#4
Aha, aha Smile

Langsam geht mir da endlich ein Licht auf, vielen Dank für die Erklärung!

Werde mich am Nachmittag mal noch ein wenig damit beschäftigen.
 
#5
Einfach zwei Quellen in Reihe schalten. Die untere macht NF-Sinus. Und die obere macht HF-Dreieck.

Dann man schaut sich die Spannung an den äußeren Anschlüssen dieser Serienschaltung an.

Der HF-Dreieck überlagert sich wunderschön mit dem NF-Sinus.

>> Guckst Du hier <<

Alles oberhalb von "0 Volt" gibt postive Spannung, alles unterhalb gibt minus.
 
#6
Okay, soweit so gut. Nun, wie machst du den Dreieckgenerator konkret? Also mit dem Dreieck-Rechteck-Generator kann ich ja nicht am Ausgang des Integrators (Also Dreieck) einfach eine Sinusquelle hängen...
 
#7
...man das in der Praxis verschaltet?

Ein Komparator hat zwei Eingänge. An einen kommt die Dreieck-Spannung. Und an den anderen kommt die NF. Das bringt exakt das gleiche Ergebnis.

Wie das in der Praxis aussieht, findest Du zum Beispiel:

hier

© Beobachter!

U4/U5 machen den Dreieck. U3 ist der Komparator.
 
#8
Okay Danke, hab ich verstanden Smile
 
#9
Zur besseren Veranschaulichung des Prinzips habe ich hier ein Blockschaltbild.

https://stromrichter.org/d-amp/content/i...digf3b.gif
 
#10
Danke Ampericher.

So, langsam gehts voran:

Dreieck -> PWM

Hab jetzt aber für den Dreieckgenerator als auch statt des Komparators den NE5534 verwendet. Was ist dabei schlechter als der Komparator LT1016? (hab das Sim Model nicht)
 
#11
Kann mir jemand noch erklären, wieso ich einen Komparator verwenden soll statt einfach eines OP's? Oder ist das vor allem, damit ich auch gleich das invertierte PWM Signal habe?
 
#12
...gibts da keinen Unterschied. Tatsächlich sind Komparatoren aber eher aufs schnelle Schalten als auf geringe Verzerrungen optimiert. Beim OP ist es andersrum.

Und es stimmt: manchmal kann es hilfreich sein, wenn man gleich nen Komparator mit Gegentaktausgängen verwendet. Ist aber auch nicht in allen Schaltungen nutzbringend.

 
#13
Danke Smile

Ist denn mein PWM Signal oben jetzt richtig oder?
 
#14
...perfekt!
 
#15
Okay.
Also müsste die nächste Stufe (die mit den Transistoren) nun also idealerweise genau das Gleiche Signal, allerdings von Ub+ bis Ub-, erzeugen?
 
#16
...nach dem Komparator kommt die "Power-Stage". Die muß die volle Spannung ausgeben können. Und das bei nicht zu knappen Strömen.
 
#17
Kann ich eigentlich einen Dreieck-Rechteck Generator noch um einen Sägezahn erweitern?
 
#18
...macht keinen Sinn. Du kannst aber das Dreiecksignal durch einen Sägezahn ersetzen. Damit ist gemeint, daß der PWM das Verhältnis des Flankenanstiegs und der Abfallgeschwindigkeit egal sind. Die können beide ohne weiteres auch unterschiedlich sein.

Einen "echten" Sägezahn (Abfallgeschwindigkeit = unendlich) gibt es nicht.

In jedem Fall muß also auch ein Sägezahn daher folgende Bedingung erfüllen: sowohl der Anstieg als auch der (kurze) Abfall müssen streng linear sein! Jede noch so kleine Beule bedeutet Klirren.

Unter dieser Vorgabe ist es technisch leichter, einen Dreieck zu realisieren als einen Sägezahn.
 
#19
macht eigentlich keinen Sinn, es mit einem Sägezahn zu versuchen...

Noch eine Frage:

Habe kein Model für den IRFB23n15d, gibts da gute alternativen dafür?
 
#20
...sind Beobachter und Ampericher unsere Spezialisten.

Aber bist Du Dir sicher, daß man dafür keine Modelle auftreiben kann?

In unserem Downloadbereich hab ich die ganze IR-Library bereitgestellt.